用于車輛動力總成的電機(jī)的制作方法
【專利說明】用于車輛動力總成的電機(jī)
[0001]與相關(guān)申請的橫向參考
[0002]本申請要求2014年4月12日提交的印度臨時申請第457/K0L/2014號的權(quán)益，該臨時申請通過弓I用以其全文并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本教導(dǎo)大體上包括用于車輛動力總成的電機(jī)，并更特別地涉及內(nèi)部永磁電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0004]電動機(jī)利用電勢能通過磁場和電流承載導(dǎo)體的相互作用而產(chǎn)生機(jī)械扭矩。一些電動機(jī)也可以用作發(fā)電機(jī)，其通過使用扭矩來產(chǎn)生電能。內(nèi)部永磁電機(jī)具有轉(zhuǎn)子組件，該轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子芯部，該轉(zhuǎn)子芯部帶有圍繞轉(zhuǎn)子芯部間隔開的交替極性的磁體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提供了一種電機(jī)，該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件具有轉(zhuǎn)子芯部，該轉(zhuǎn)子芯部構(gòu)造成支撐圍繞該轉(zhuǎn)子芯部間隔開的永磁鐵，以限定多個轉(zhuǎn)子磁極。轉(zhuǎn)子芯部具有多個轉(zhuǎn)子狹槽，該轉(zhuǎn)子狹槽布置為在每個轉(zhuǎn)子磁極處的多個阻隔層。在每個轉(zhuǎn)子磁極處的一個或多個阻隔層可以容納永磁鐵。轉(zhuǎn)子芯部被構(gòu)造有最佳幾何形狀，以滿足預(yù)定操作參數(shù)。電機(jī)可以被構(gòu)造有多相定子組件和內(nèi)部永磁鐵輔助同步磁阻轉(zhuǎn)子組件。尤其是，電機(jī)被設(shè)計成獲得預(yù)定的操作參數(shù)并且具有裝配在相對小封裝空間內(nèi)的能力，該預(yù)定的操作參數(shù)包括:高效率、高功率密度和/或高扭矩密度、相對寬的峰值功率范圍、最大速度、相對低的成本、相對低的質(zhì)量和慣性以及低于額定電流的三相短路電流。在一個實(shí)施方式中，電機(jī)通過皮帶驅(qū)動系與發(fā)動機(jī)相聯(lián)接，并且提供發(fā)動機(jī)搖曲軸起動(即起動)、再生和扭矩輔助模式。
[0006]根據(jù)一方面，提供一種電機(jī)，包括:轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件具有轉(zhuǎn)子芯部，該轉(zhuǎn)子芯部被構(gòu)造成支撐永磁鐵，所述永久磁鐵圍繞所述轉(zhuǎn)子芯部間隔開，以限定多個轉(zhuǎn)子磁極；以及其中，在每個轉(zhuǎn)子磁極處，所述轉(zhuǎn)子芯部具有多個轉(zhuǎn)子狹槽，所述轉(zhuǎn)子狹槽被布置為多個阻隔層。
[0007]優(yōu)選地，其中，所述阻隔層彼此鄰近地定位在所述轉(zhuǎn)子芯部的內(nèi)周邊和轉(zhuǎn)子芯部的外周邊之間；其中，所述阻隔層包括最靠近內(nèi)周邊的第一阻隔層，所述第一阻隔層具有多個節(jié)段；以及所述永磁鐵容納在所述第一阻隔層的至少一些節(jié)段內(nèi)。
[0008]優(yōu)選地，其中，所述第一阻隔層的節(jié)段包括中心節(jié)段和第一及第二翼部節(jié)段，所述第一和第二翼部節(jié)段從所述中心節(jié)段的相對端部朝向所述外周邊并且彼此背離地延伸。
[0009]優(yōu)選地，其中，所述轉(zhuǎn)子芯部在第一和第二翼部節(jié)段的每一個與所述外周邊之間限定了相應(yīng)的第一頂部橋部；以及其中，每個所述第一頂部橋部的最小寬度不小于0.7mm且不大于2謹(jǐn)。
[0010]優(yōu)選地，其中，所述轉(zhuǎn)子芯部在第一和第二翼部節(jié)段的每一個與中心節(jié)段之間限定了相應(yīng)的中間橋部；以及其中，每個中間橋部的最小寬度不小于0.7mm且不大于2mm。
[0011]優(yōu)選地，其中，第一和第二翼部節(jié)段以及中心節(jié)段的每一個具有厚度，并且其中，翼部節(jié)段和中心節(jié)段中的每一個的厚度基本上相同。
[0012]優(yōu)選地，其中，翼部節(jié)段和中心節(jié)段中的每一個的厚度在Imm和3.0mm之間。
[0013]優(yōu)選地，其中，所述永磁鐵被容納在翼部節(jié)段和中心節(jié)段的每一個內(nèi)；并且其中，所述永久磁鐵基本上彼此相同且大致為矩形。
[0014]優(yōu)選地，其中，所述阻隔層包括定位在第一阻隔層和所述外周邊之間的至少第二和第三阻隔層；其中，所述轉(zhuǎn)子芯部在所述第二和第三阻隔層的每一個與所述外周邊之間限定了相應(yīng)的第二頂部橋部；以及其中，每個第二頂部橋部的最小寬度不小于Imm且不大于 3mm。
[0015]優(yōu)選地，其中，所述轉(zhuǎn)子芯部在相鄰的第一阻隔層之間具有空腔，以減小質(zhì)量。
[0016]優(yōu)選地，其中，所述轉(zhuǎn)子芯部包括中心軸支撐件和從所述中心軸支撐件徑向向外延伸的多個輻射狀部；以及其中，所述多個輻射狀部與所述轉(zhuǎn)子磁極徑向?qū)R。
[0017]優(yōu)選地，所述電機(jī)還包括:定子組件，所述定子組件圍繞所述轉(zhuǎn)子組件且在二者之間具有間隙；其中，所述定子組件具有多個定子狹槽，所述多個定子狹槽圍繞定子組件沿圓周間隔開并被構(gòu)造成支撐定子繞組；以及其中，所述定子狹槽的數(shù)量和所述轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量的最小公倍數(shù)大于60。
[0018]優(yōu)選地，所述電機(jī)還包括:定子組件，所述定子組件圍繞所述轉(zhuǎn)子組件且在二者之間具有間隙；所述定子組件具有多個定子狹槽，所述多個定子狹槽圍繞定子組件沿圓周間隔開并被構(gòu)造成支撐定子繞組；以及其中所述定子狹槽的數(shù)量和所述轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量的最大公約數(shù)為至少4。
[0019]優(yōu)選地，所述電機(jī)還包括:定子組件，所述定子組件圍繞所述轉(zhuǎn)子組件且在二者之間具有間隙；其中，所述定子組件具有多個軸向疊置的定子疊片；以及其中所述定子疊片的外直徑與所述定子疊片的軸向長度的比不小于1.5且不大于4。
[0020]優(yōu)選地，其中，所述間隙不小于0.2mm且不大于0.7mm ;且其中所述定子疊片的外直徑不大于145mm，并且所述定子疊片的軸向長度不大于65mm。
[0021]優(yōu)選地，所述電機(jī)還包括:定子組件，所述定子組件圍繞所述轉(zhuǎn)子組件，且二者之間具有間隙；可操作地連接到所述定子組件的電動機(jī)控制器功率逆變器模塊(MPM);并且與如下特征結(jié)合:具有曲軸的發(fā)動機(jī)；可操作地連接電機(jī)和曲軸的皮帶驅(qū)動系；以及可操作地連接到定子組件的電池；其中所述MPIM被構(gòu)造成控制所述定子組件，以獲得電動模式，在該電動模式下，電機(jī)利用來自電池的存儲的電功率向所述曲軸增加扭矩；其中，所述MPIM被構(gòu)造成控制所述定子組件以獲得發(fā)電模式，在該發(fā)電模式下，所述電機(jī)將曲軸的扭矩轉(zhuǎn)變成電池中的存儲的電功率；以及其中，所述電機(jī)被構(gòu)造成在輸出功率和速度的預(yù)定范圍上獲得至少80%的效率，并且具有至少18，000轉(zhuǎn)每分鐘的最大速度。
[0022]優(yōu)選地，其中，在電機(jī)的整個速度范圍上的短路電流低于0.9乘以電機(jī)的額定電流。
[0023]根據(jù)另一方面，提供一種電機(jī)，包括:轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件具有轉(zhuǎn)子芯部，所述轉(zhuǎn)子芯部被構(gòu)造成支撐圍繞所述轉(zhuǎn)子芯部間隔開的永磁鐵，以限定多個轉(zhuǎn)子磁極；其中，所述轉(zhuǎn)子芯部具有多個轉(zhuǎn)子槽，所述多個轉(zhuǎn)子槽布置為在轉(zhuǎn)子芯部的內(nèi)周邊和轉(zhuǎn)子芯部的外周邊之間在每個轉(zhuǎn)子磁極處的多個阻隔層；其中，所述阻隔層包括最靠近所述內(nèi)周邊的第一阻隔層，所述第一阻隔層具有多個節(jié)段，包括中心節(jié)段和從所述中心節(jié)段的相對端部朝向所述外周邊并且彼此背離地延伸的第一和第二翼部節(jié)段；其中，每個翼部節(jié)段和中心節(jié)段的厚度在2.0mm和2.5_之間；定子組件，所述定子組件圍繞所述轉(zhuǎn)子組件且二者之間具有間隙；以及其中，所述間隙不小于0.3mm且不大于0.5mm。
[0024]優(yōu)選地，其中，所述定子組件具有多個軸向疊置的定子疊片。
[0025]優(yōu)選地，其中，所述定子疊片的外直徑與所述定子疊片的軸向長度的比不小于1.5且不大于4。
[0026]本教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)從下面對實(shí)施本教導(dǎo)的最佳模式的詳細(xì)描述中并在結(jié)合附圖閱讀時容易理解到。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)本教導(dǎo)的電機(jī)的第一實(shí)施方式的側(cè)視圖的示意圖；
[0028]圖2是圖1的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件的側(cè)視圖的示意圖；
[0029]圖3是圖1的電機(jī)的定子組件的側(cè)視圖的示意圖；
[0030]圖4是根據(jù)本教導(dǎo)的用于圖1的電機(jī)中的轉(zhuǎn)子組件的第二實(shí)施方式的側(cè)視圖的示意圖；
[0031]圖5是根據(jù)本教導(dǎo)的用于圖1的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件的第三實(shí)施方式的側(cè)視圖的示意圖；
[0032]圖6是包括圖1的電機(jī)的動力總成的示意圖；
[0033]圖7是圖1的電機(jī)的以基礎(chǔ)扭矩(pu)為單位的扭矩和以基礎(chǔ)功率(pu)為單位的功率相對于速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的圖表；
[0034]圖8是在圖1的電機(jī)的發(fā)電模式過程中，在不同的以基礎(chǔ)功率(pu)為單位的功率和速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))下的效率圖；
[0035]圖9是在圖1的電機(jī)的電動模式過程中在不同的以基礎(chǔ)功率(pu)為單位的功率和速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))下的效率圖；
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